韩 超，张玉明，宋庆文，2，张义门，汤晓燕

（1.西安电子科技大学 宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室，西安710071；2.西安电子科技大学 先进材料和纳米科技学院，西安710071）

4H-SiC PIN二极管的各向异性迁移率效应

韩 超1，张玉明1，宋庆文1，2，张义门1，汤晓燕1

（1.西安电子科技大学 宽禁带半导体材料与器件教育部重点实验室，西安710071；2.西安电子科技大学 先进材料和纳米科技学院，西安710071）

对制造的单mesa终端4H-SiC PIN二极管，采用数值仿真和测试结果比对的方法，分析了各向异性迁移率效应对4H-SiC PIN二极管正向直流特性的影响。详细阐述了器件的正向直流仿真物理模型和参数选取，其中，迁移率的各向异性关系是在各向同性迁移率模型的基础上引入的，载流子寿命采用空间赋值的方法代入模型进行计算。对比结果显示，采用各向同性迁移率模型的仿真结果与实验值偏差较大，对迁移率模型进行各向异性修正后，仿真结果与实验结果符合得较好。研究表明，实际制造的4 H-SiC PIN二极管在直流开态下，存在迁移率的各向异性效应。

4 H-SiC；PIN二极管；正向直流特性；数值仿真；各向异性迁移率

与Si材料相比，4 H-SiC具有禁带宽度大、临界击穿电场高、载流子饱和漂移速度高和热导率高等优良特性，成为制备大功率、耐高温半导体电子元器件的首选材料［1］。近年来，随着单晶衬底和外延质量的不断提高，主要的碳化硅器件供应商，如美国Cree、Rohm等公司已经实现了600～1 700 V的4 H-SiC单极器件的商用化［2 3］，但在先进的智能电网和传输系统应用中，需要用到以SiC PIN二极管为代表的超高压（＞10 k V）双极器件。……